CN113188750A - 一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅 - Google Patents

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杨阳
赵勇飞
彭宇轩
董彦均
李佳欣
李天怡
李明水
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    • G01M9/02—Wind tunnels
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Abstract

本发明公开了一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，通过改进方形空格形状来改善紊流场风参数特性，一是在每个栅格的格条边中点处粘贴六边形附属板，六边形附属板向方形空格延伸形成一个直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成X型空格；二是在每个格栅节点处粘贴八边形附属板，使方形空格一角形成直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成八边形空格。本发明在试验测试中验证出可以大幅度提高紊流场的积分尺度，提高风场的稳流强度，改善横向的均匀性与相关性，格栅紊流场的流场特性有所提升。

Description

一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅
技术领域
本发明属于风洞试验设备领域，尤其涉及一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅。
背景技术
现有的被动格栅装置(特别是其格条的搭接方式)会导致其模拟出的流场特性发生变化，造成流场非各向同性或达到各向同性的顺风向距离更远。而且传统格栅的横竖格条的搭接方式，横格条与竖格条不在同一平面内，只是其中的一面接触，再利用螺丝穿孔连接。现在这种传统的格栅搭接方式不能形成特别好的紊流场，其各向同性的指标相对比较差，对于风洞试验来说这样的风场对试验的结论存在着一定的影响，并不能完全真实反映试验状况。
术语解释：
格栅紊流场：又称格栅湍流场。实验流体力学、空气动力学以及结构风工程领域的风洞试验中常用被动格栅作为一种紊流实验模拟装置。
风参数：用于描述格栅紊流场的特性的指标，包括紊流度、积分尺度、风谱等。
发明内容
本发明的目的是提升格栅紊流场的流场特性指标，提升其各向同性程度(包括在距离格栅更近的距离达到各向同性以及使达到各向同性的范围更广)，提升积分尺度与紊流度。为此，本发明提供一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅。
本发明的改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，一种改进方案是：在每个栅格的格条边中点处粘贴六边形附属板，六边形附属板向方形空格延伸形成一个直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成X型空格。
优选的，直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm。
优选的，格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。
本发明的改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，另一种改进方案是：在每个格栅节点处粘贴八边形附属板，使方形空格一角形成直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成八边形空格。
优选的，直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm。
优选的，格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。
本发明的有益技术效果为：
本发明在试验测试中验证出可以大幅度提高紊流场的积分尺度，提高风场的稳流强度，改善横向的均匀性与相关性，由此可以看出格栅紊流场的流场特性有所提升。
附图说明
图1为X型空格的格栅示意图。
图2为六边形附属板尺寸示例一。
图3为六边形附属板尺寸示例二。
图4为八边形空格的格栅示意图。
图5为八边形附属板尺寸示例一。
图6为八边形附属板尺寸示例二。
图7为X型空格的格栅安装在风洞试验中。
图8为八边形空格的格栅安装在风洞试验中。
图9为各实施例紊流度随测距变化示意图。
图10为图9的部分细节示意图。
图11为各实施例积分尺度随测距变化示意图。
图12为各实施例偏度随测距变化示意图。
图13为图12的部分细节示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，一种改进方案如图1所示：在每个栅格的格条边中点处粘贴六边形附属板，六边形附属板向方形空格延伸形成一个直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成X型空格。
优选的，直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm(如图2和图3所示)。
优选的，格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。该措施是为了保证格栅的迎风面与背风面的格条面分别在同一平面内，并不会有一面的格条面处在不同的平面里。
本发明的改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，另一种改进方案如图4所示：在每个格栅节点处粘贴八边形附属板，使方形空格一角形成直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成八边形空格。
优选的，直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm(如图5和图6所示)。
优选的，格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。该措施是为了保证格栅的迎风面与背风面的格条面分别在同一平面内，并不会有一面的格条面处在不同的平面里。
实施例：
设置五组格栅，第1组无附属板，第2组使用图2尺寸附属板，第3组使用图3尺寸附属板(如图7所示)，第4组使用图5尺寸附属板，第5组使用图6尺寸附属板(如图8所示)。
指标1：紊流度随测距变化如图9和图10所示，可以看出紊流度最大提升有25％左右。指标2：积分尺度随测距变化如图11所示，可以看出积分尺度最大提升接近25％左右。指标3：偏度(越接近0，变化幅度越小越好，很明显本发明偏度的变化幅度更小，幅值更接近0，在0附近的持续距离更久)。

Claims (6)

1.一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，在每个栅格的格条边中点处粘贴六边形附属板，六边形附属板向方形空格延伸形成一个直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成X型空格。
2.根据权利要求1所述的一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，所述直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm。
3.根据权利要求1所述的一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，所述格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。
4.一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，在每个格栅节点处粘贴八边形附属板，使方形空格一角形成直角三角形遮挡，从而将所有方形空格改造成八边形空格。
5.根据权利要求4所述的一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，所述直角三角形遮挡的直角边为25mm或35mm。
6.根据权利要求4所述的一种改善风洞试验紊流场风参数特性的格栅，其特征在于，所述格栅的横竖格条节点处各开一个深度为半个格条厚度的卡槽，横格条与竖格条通过卡槽连接起来，再利用沉孔螺丝在节点处连接。
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